用于制造无纺布的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于制造无纺布的方法和设备
[0001]本发明涉及一种用于制造无纺布的方法以及设备。
[0002]无纺布是由有限长度的纤维、连续纤维(长丝)或任何种类和来源的切割的纱构成的织物，它们以任何一种方式组合成无纺布(亦即，纤维层或纤维网)并且以任意一种方式相互连接。通过纱线的交叉或缠结(如在纺织、针织、编织、花边制作、编接和簇绒产品的制造中发生的)制成的纤维织物不属于无纺布。箔和纸也不属于无纺布。
[0003]已知用于制造无纺布的方法一般包括无纺布形成、无纺布加固以及随后的脱水。无纺布形成的不同的方法例如在W02007/018960A2中描述。在此，无纺布可以尤其是通过干法、湿法和/或挤出法形成。因此，已知例如至少部分空气动力学的无纺布形成，其中，无纺布至少部分地由纤维借助空气流形成在透气的底层上。作为其备选，无纺布也可以至少部分地机械地形成。在此，无纺布可以例如由从起绒机或梳理机中取下的相叠的纤维网形成或无纺布也可以直接地由梳理机形成。根据另一个备选，无纺布也可以至少部分地根据所谓的纺粘方法形成，其中，无纺布通过纤维的铺放构成，所述纤维由从喷嘴穿过的聚合物熔体纺织并且借助冷空气和/或机械方式拉伸。此外，无纺布也可以至少部分地通过所谓的熔喷法形成，其中，无纺布通过纤维的铺放构成，所述纤维直接由从喷嘴穿过的聚合物熔体纺织并且借助热空气流拉伸至断裂。原则上还可以考虑这些无纺布形成方法的任意组合。
[0004]随后的无纺布加固可以例如用所谓的水刺加固法(也称作“射流喷网”)实现。在此，已形成的无纺布通过纤维的缠绕而加固，其中，该缠绕通过涡流变形实现，方式是特别集中的高压水射流作用到无纺布上。这种水刺加固带来所产生的无纺布的其他物理的和可见的特性。在高压-水刺加固之后，无纺织物幅首先导引经过吸气间隙，以便使尽可能多的液体从该无纺织物幅中去除，之后将该无纺织物幅输送给干燥部，在该干燥部中进一步脱水并且在某些情况下进行所谓的热加固和/或化学加固。
[0005]在被抽吸空气加载期间获得材料幅的不均匀的湿度横向分布，其中，幅边缘保持比其余材料幅更湿润。
[0006]对于较重的或由不同原始材料制成的无纺布，脱水效率是有限的，由此，形成相应更大的用于蒸发过量液体的能耗并且降低了机器速度。此外，还限制了尤其针对开口和/或穿孔的无纺布的脱水效率。
[0007]迄今常用的通过吸气间隙的脱水带来一系列的缺点。因此，破坏或至少不利地影响了无纺织物幅期望的均匀的湿度横向分布，这样的原因尤其是由于材料幅不恒定的宽度造成材料幅边缘处的空气损失。材料幅边缘处的空气损失还带来较高的能耗。根据单面面积重量、无纺布组成和无纺织物幅结构的不同，例如所述无纺织物幅可以是结构化的或穿孔的，限制了脱水之后获得的无纺织物幅干重含量。因为相对较高的真空，在相关的传送带上(通过该传送带使无纺织物幅导引经过吸气间隙并且该传送带一般是织物带、成型网或将无纺布结构化的和/或穿孔的结构化带)会产生由于所谓的“纤维抓拔(Faserrupfen)”造成的纤维损失。被抓掉的纤维加载在废水中并且对于制造过程是损失。
[0008]从DE102006042507A1中例如已知，为了给无纺织物幅脱水使用靴式压榨机。这种靴式压榨机虽然在幅运行方向观察具有(相比辊筒缝隙)延长的压榨压区或压榨间隙。但由于靴式压榨机的比较高的压榨压力，在靴式压榨机的压榨压区之前会造成干扰的积水。此夕卜，靴式压榨机比较高的压榨压力造成无纺布体积的减小。
[0009]因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种开头所述类型的方法以及设备，通过该方法和设备能够以尽可能简单且可靠的方式解决前述问题。在此，应当实现已形成的无纺织物幅尤其是有效且成本低廉的脱水，此脱水在避免积水的情况下导致具有尽可能大体积和均匀湿度横向分布的无纺织物幅。无纺布形成期间在成型器中产生的结构和/或表面参数应当在随后进一步的材料幅脱水的过程中得以保留，总产品体积应当尽量不受所述进一步脱水的限制。直到幅边缘尽可能均匀的湿度横向分布尤其即使在穿孔的无纺织物中也应当得到保证。在避免使用吸气间隙和耗费的靴式压榨机情况下，该设备应当确保尽可能大的脱水能力，如该设备尤其需要用于去除更大的、例如在水刺加固过程中被引入幅面的液体量，并且具有尽可能紧凑的结构。此外，也可以通过尽可能简单地改造现有机器来实现按本发明的解决方案。
[0010]按本发明，该技术问题通过一种具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求9的特征的设备解决。
[0011]因此就方法而言，该技术问题尤其通过用于制造无纺布的方法解决，其中，在成型器中形成无纺布，然后对由此形成的无纺织物幅进一步脱水。在此，对无纺织物进一步脱水包括借助带式压榨部的脱水，其中，带式压榨部具有辊筒，(为了形成延长的压榨压区或压榨间隙)至少一个贴靠在辊筒上的内部压榨带和外部压榨带(分别以一定的包角)包绕该辊筒，其中，无纺织物幅至少在辊筒的范围内布置在内部压榨带和外部压榨带之间。压榨带(为了在位于两个压榨带之间的无纺织物幅上产生机械的压力)以至少15kN/m的带应力压紧辊筒，以便由此将无纺织物幅和接触辊筒的内部压榨带压靠到辊筒上。此外，无纺布在成型器中形成在环绕的传送带上，由此形成的无纺织物幅通过传送带至少导引至带式压榨部并且导引通过其延长的压榨压区。带式压榨部的压榨带与传送带一样优选是环绕的或无端头带，该环绕的或无端头带与无纺织物幅共同地导引通过带式压榨部的(延长的)压榨压区。
[0012]尤其是设计用于实施按本发明的方法的按本发明的设备相应地包括用于形成无纺布的成型器以及用于使由已形成的无纺布形成的无纺织物幅进一步脱水的带式压榨部。在此，带式压榨部包括辊筒，至少一个贴靠在辊筒上的内部压榨带和外部压榨带包绕该辊筒。无纺织物幅至少在辊筒的范围内可布置并且布置在内部压榨带和压榨带之间。在此，压榨带以至少15kN/m的带应力可压紧并且优选压紧辊筒。此外，无纺布形成在环绕的传送带上，由此形成的无纺织物幅通过该传送带至少导引至带式压榨部并且导引经过其(延长的)压榨压区。
[0013]在本发明的范围内，无纺布理解为直接地通过成型获得的低密度的纤维毛网，而无纺织物要理解为已具有一定的或相对较高密度的无纺布。
[0014]外部压榨带的带应力在本发明的范围内(与该概念在本技术领域内一般的使用一致)理解为施加到压榨带上的拉应力除以压榨带的宽度的商。
[0015]此外，压榨压区在本发明的范围内理解为一种缝隙，该缝隙形成在带式压榨部的内部带和外部带之间，从而使外部压榨带以至少15kN/m的带应力压紧辊筒。
[0016]由于该方法和设备的此结构方案获得已形成的无纺织物幅整体上更高效的、成本更低廉的脱水，其中，在避免迄今尤其与靴式压榨机有关的在压榨压区之前出现的积水的情况下，实现已制成的无纺织物幅(相比使用靴式压榨机)更大的体积，因为在带式压榨部的延长的压榨压区中的压力小于在靴式压榨机的压榨压区中的压力。但由于(相比使用靴式压榨机)无纺织物幅在压区中更长的停留时间，虽然压榨压力更小，但保证了具有高脱水率的有效脱水。由于较高的脱水率，必要时还在带式压榨部之后所设置的热干燥装置，例如TAD(热风穿透干燥)-或空气干燥装置仅需要非常小的能量。此外，在本发明中由于所使用的带式压榨部相比由现有技术已知的方法实现非常经济的且就无纺织物幅的表面而言非常均匀的脱水，从而可靠地防止了对纤维结构的不利影响或甚至损坏。由此也将纤维损失以及废水污染限制到最小。此外，通过按本发明的方法或设备也获得对于已形成的无纺布改善的湿度横向分布。特别有利的尤其还是按本发明设备的相对更为紧凑的构造，通过该设备还能够省掉迄今必要的吸气装置和耗费的靴式压榨机。此外，通过相应地改造已存在的机器还可以特别简单地实现按本发明的解决方案。
[0017]此外，本发明能够实现，将具有更高的干重含量的无纺织物幅转移到最后的尤其是热干燥装置上，由此提高了在干燥部中的机器可接近性。由于在带式压榨部中降低的压力，无纺织物幅的体积在脱水时减小不多于10%。因此，无纺织物幅的与水含量相关的干重含量相比当前常用的通过吸气间隙